Kuvvet ve Enerji
7. Sınıf · Fen Bilimleri · 3. Ünite · 7 sayfa
1. Kütle ve Ağırlık İlişkisi
Kütle ve ağırlık, günlük dilde birbirinin yerine kullanılsa da fiziksel açıdan tamamen farklı kavramlardır.
1.1. Temel Farklar ve Özellikler
Aşağıdaki tablo, kütle ve ağırlık arasındaki temel ayrımı özetlemektedir:
| Özellik | Kütle | Ağırlık |
|---|---|---|
| Tanım | Değişmeyen madde miktarıdır. | Cisme etki eden yer çekimi kuvvetidir. |
| Ölçüm Aleti | Eşit kollu terazi veya baskül. | Dinamometre (yaylı kantar). |
| Birim | Kilogram (kg) veya gram (g). | Newton (N). |
| Konumla Değişim | Evrenin her yerinde sabittir. | Bulunulan konuma göre değişir. |
1.2. Ağırlığı Etkileyen Faktörler
Ağırlık, yer çekimi kuvvetine bağlı bir değişken olduğu için şu durumlarda farklılık gösterir:
- Deniz Seviyesi ve Yükseklik
- Dünyanın merkezinden uzaklaştıkça (dağın tepesine çıkıldığında) yer çekimi azalır, dolayısıyla ağırlık azalır. Deniz seviyesine inildikçe ağırlık artar.
- Dünya'nın Şekli (Geoid)
- Dünya kutuplardan basık, ekvatordan şişkindir. Kutuplar merkeze daha yakın olduğu için kutuplarda ağırlık daha fazladır; Ekvatorda ise merkezden uzaklaşıldığı için ağırlık en azdır.
- Gök Cisimleri Farkı
- Yer çekimi kuvveti, gök cisminin kütlesine bağlıdır. Örneğin, Ay'ın kütlesi Dünya'dan küçük olduğu için Ay'daki ağırlık, Dünya'daki ağırlığın yaklaşık altıda biri (1/6) kadardır. Kütle (kg) ise her iki ortamda da aynı kalır.
2. Fiziksel Anlamda İş ve Enerji İlişkisi
Fizikte her hareket veya efor "iş" olarak tanımlanmaz. İş yapılabilmesi için belirli kriterlerin karşılanması şarttır.
2.1. Fiziksel İşin Şartları
Bir eylemin fiziksel anlamda iş sayılabilmesi için:
Cisme bir kuvvet uygulanmalıdır.
Cisim, uygulanan kuvvetle aynı doğrultuda yer değiştirmelidir.
- Örnekler
- Bir kutuyu iterek hareket ettirmek iştir. Ancak bir duvarı itip hareket ettirememek veya bir kutuyu taşıyarak (yukarı yönlü kuvvet) yatay yolda yürümek (yatay hareket) fiziksel anlamda iş sayılmaz; çünkü kuvvet ve hareket doğrultuları farklıdır.
2.2. Enerji Çeşitleri ve Değişkenleri
Enerji, iş yapabilme yeteneğidir ve birimi Joule (J)'dür.
- Kinetik Enerji (Hareket Enerjisi)
- Bir cismin sürati ve kütlesi arttıkça kinetik enerjisi de artar. Hareket halindeki her cisim kinetik enerjiye sahiptir.
Potansiyel Enerji (Durağan Enerji):
- Çekim Potansiyel Enerjisi
- Cismin kütlesine ve yerden yüksekliğine bağlıdır. Yükseklik ve kütle arttıkça çekim potansiyel enerjisi artar.
- Esneklik Potansiyel Enerjisi
- Yay, lastik veya balon gibi esnek cisimlerin sıkıştırılması veya gerilmesiyle depolanan enerjidir.